壓膠模具測溫方式的分析與改進(jìn)

劉旭棟

摘要：通過對橡膠模壓硫化加工過程中測溫方式的現(xiàn)狀及存在問題的分析，重新導(dǎo)出計算計量要求，提出一種選擇數(shù)表和工業(yè)鉑電阻的測溫方式，將模擬顯示升級為數(shù)字顯示。試驗結(jié)果表明：該方式可以保證測量器具最大允差滿足產(chǎn)品工藝和1/3的配置原則，解決玻璃溫度計存在易碎易損（安全風(fēng)險）、讀數(shù)隨機(jī)誤差大、定制購買周期長、價格貴等問題，能夠快速準(zhǔn)確讀數(shù)，提升測量準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：壓膠模具；測溫方式；分析；改進(jìn)

Keywords：press rubber mold；temperature measurement method；analysis；improvement

1 現(xiàn)狀及存在的問題

在橡膠模壓硫化加工過程中，硫化溫度是影響航空橡膠制品硫化加工質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素之一，準(zhǔn)確測量出橡膠模具的工作溫度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要前提。目前，在橡膠模壓硫化加工成品制件時，用（0～200）℃、分度值1℃的玻璃液體溫度計測量模具實際溫度，實際使用中存在以下問題：

1）使用的玻璃液體溫度計最大允許誤差為±2℃，產(chǎn)品工藝要求溫度測量點控制限為±3℃，既不能對工藝要求進(jìn)行嚴(yán)格控制，也不滿足計量器具1/3的配置控制原則；

2）玻璃液體溫度計為模擬刻度，分度值為1℃，讀數(shù)誤差大，且為易碎易損件，使用中每年的損壞量均在百余支；

3）受模具測溫孔直徑和插入深度限制，玻璃溫度計須找廠家專門定制，購買周期長，價格貴，影響生產(chǎn)。

基于此現(xiàn)狀，有必要對壓膠所用玻璃溫度計的測溫方式進(jìn)行改變，提出一種新的測量溫度方式，既能快速準(zhǔn)確讀數(shù)，提升測量準(zhǔn)確度，又簡單方便、使用可靠，提高工作效率，更好地保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2 測溫方式的改進(jìn)

2.1 計量要求導(dǎo)出

根據(jù)產(chǎn)品工藝要求控制限±3℃，進(jìn)行計量要求導(dǎo)出計算，根據(jù)計量器具配置的1/3原則，測量過程的計量要求為：±3℃÷3=±1℃。由于測量過程是在自然環(huán)境下實現(xiàn)，本地環(huán)境溫度為0～40℃，測量系統(tǒng)可由一次傳感器和二次儀表組成，因此環(huán)境溫度的變化對測量結(jié)果影響很小（可忽略），且測量系統(tǒng)設(shè)置好溫度參數(shù)后，自動進(jìn)行溫度控制采集，操作人員只起監(jiān)視作用，帶來的影響也很小，可忽略。依此分析，測量設(shè)備本身的計量特性占90%，則測量設(shè)備的計量要求（即允差）為：±1℃×90%=±0.9℃。

2.2 測量量具選配

按橡膠模壓硫化加工工藝要求，溫度測量點和計量要求導(dǎo)出計算的測量設(shè)備允差，基于市場調(diào)研已標(biāo)準(zhǔn)化的測量器具，采用準(zhǔn)確度等級為0.1級，分辨力為0.1℃的數(shù)字溫度顯示儀表（以下簡稱數(shù)表）和A級工業(yè)鉑電阻溫度傳感器（以下簡稱傳感器）進(jìn)行工藝溫度測量，具體技術(shù)要求比較和計算如下。

因為0.54℃<0.9℃，所以配置的測量器具完全滿足產(chǎn)品工藝導(dǎo)出的計量（測量）要求。

2.3 兩種測溫方式的比較

將數(shù)表和傳感器測溫方式與玻璃液體溫度計測溫方式進(jìn)行比較，改進(jìn)的測溫方式在滿足工藝要求的前提下，測量誤差縮小至玻璃溫度計允差的1/4，顯示方式由模擬方式（刻度）變?yōu)閿?shù)字顯示讀數(shù)，且數(shù)顯分辨力0.1℃比原來刻度分度值1℃提高一個數(shù)量級，其優(yōu)缺點如表1所示。

3 試驗驗證

選擇一臺橡膠制品的硫化機(jī)，溫度設(shè)定控制在175℃，在相同環(huán)境條件下，同一名操作者分別用玻璃溫度計和數(shù)表與傳感器兩種測溫方式進(jìn)行模具實際溫度的測量，讀數(shù)間隔時間為1min，現(xiàn)場測得實際工作溫度如表2所示。兩種測溫方式的試驗數(shù)據(jù)曲線如圖1所示。

從表2和圖1可以看出，玻璃溫度計測得的數(shù)據(jù)偏離實際溫度較大，數(shù)據(jù)分散性大，隨機(jī)讀數(shù)帶入的讀數(shù)誤差很大；數(shù)表和傳感器測溫所得數(shù)據(jù)更接近實際溫度，數(shù)據(jù)分散性很小，沒有帶入讀數(shù)隨機(jī)誤差。用數(shù)表和傳感器測溫明顯優(yōu)于玻璃溫度計測溫。

4 結(jié)論

用數(shù)表和傳感器測溫方式代替玻璃溫度計，既可以保證測量器具最大允差與工藝要求符合1/3的配置原則，滿足國家檢定規(guī)程和工藝要求，同時徹底解決玻璃溫度計存在易碎易損（安全風(fēng)險）、讀數(shù)誤差大、定制購買周期長、價格貴等問題，又可將模擬顯示升級為數(shù)字顯示，分辨力由1℃提升到0.1℃，能快速準(zhǔn)確讀數(shù)，提升測量準(zhǔn)確性，可有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。同時，通過理論計算來選擇合適計量器具的創(chuàng)新測量技術(shù)，對其他設(shè)備滯后測溫方式的技術(shù)改進(jìn)具有很好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] JJ617-1996 數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀檢定規(guī)程[S].

[2] JJ229-2010 工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程[S].

[3]劉常滿.熱工檢測技術(shù)[M].北京：中國計量出版社，2005.